云南省公路科学技术研究院昆明市650051
摘要：道路的几何设计对于道路工程的建设十分关键，若在进行道路的几何设计的过程中出现问题，将使得道路的建设质量降低，一方面影响车辆的行驶安全，另一方面还会增加道路的建设成本，此外，还影响设计的美观等各个方面。本文分析了几种道路设计中所采用的基本原理，然后从各个方面，比如输运方面、道设计方面以及自然环境影响和工程施工经济性等进行综合性的分析，从而得到多因素下的道路几何设计规范，望给相关从业人员提供帮助。
关键字：多因素；综合分析；道路；几何设计
前言
在进行道路的设计过程中，我们不单单要把握好设计的线条美感，还需要使得道路的设计和周边的环境相互协调，这就要求在进行道路的几何设计中要充分的掌握好道路的线条本身的协调性和完整性。一般道路几个设计中主要包含了道路的横断面设计，道路的平面设计以及道路的纵断面设计三个方面的内容。而道路的几何设计中不单单包含了线路环境的舒顺程度以及线路之间的相互呼应等，其中还囊括了道路两侧的环境的配比和道路的分隔带的设计等各个方面的内容，从而使得道路的设计和周边的宏观景象相互配合，并融入其中。[1]近年来，随着我国的道路交通的逐渐发展，我国的道路安全逐渐成为了全社会所关注的重点内容，因此，公路的设计和施工人员需要满足现代化的道路发展需要，保障人们的合法权益，最终促进我国交通道路的高服务水平。
图1道路几个设计的内容
2道路的几何选线和交通安全两者之间的关系
当设计人员在进行平面的设计过程中，往往使用最多的元素是线条。而在进行道路的设计中，我们所涉及的最长的线路一般是速度的二十倍，而线路的曲线的具体形状则需要和周边的地形相互适应，以便于使得线路可以和周边的地形保持连接性和协调性。而曲线线路的圆曲率则需要按照可能的最大标准来设计，这样可以使得线路的设计更加的安全可靠，所以一般很少按照最小的曲率半径进行设计。[2]而在进行缓和曲线的设计时，往往所使用的是回旋线。当进行高速公路的设计中，需要计算缓和曲线时，往往需要适当的额增加缓和曲线的大小，并使得横向的的速度变化值控制在。此外，所设计的公路的曲线的转角也会对公路的行车安全带来一定的影响。根据不完全统计表示，若曲线的偏角较小时，会导致行车驾驶人员产生错觉，误认为出现急转弯，对于行车人员的行驶判断十分不利，所以我们需要严格的设计和分析公路的线路转弯方案。[3]
在进行纵面线形的设计中，不单单要关注公路的坡度设计，还需要考虑变坡点的竖曲线的形状。在进行道路设计中，需要使得行车的速度保持在统一的行驶状态下进行设计，而由于本身的纵向坡度的线路线条设计和别的线路的线条设计不相同，且受到行车车辆的行驶情况影响。一般来说道路的行驶能力低，或者道路发生交通事故的原因大多是没有采用科学的坡度并设置爬坡车道。
与此同时，交通安全公路的路面横向分布的设计情况和道路的横断面的设计也和交通的安全性具有一定的影响，道路中的车行道、道路的路肩以及分隔带等都需要按照实际的道路交通量和使用的功能进行科学的设计，从而使得道路设计的连续性和一致性更强。而当前我国的公路建设的重点已经从发达地区逐渐向偏远地区进行转移，道路的设计距离市区愈来愈远，逐渐蔓延到山区等较为复杂的地带，这也给道路的建设带来了很大的困扰。因此，在此过程中，我们在进行道路的线路设计中，还需要充分的考虑到汽车的行驶特点，结合驾驶员的普遍行为，进行准确性的分析，从而使得线路的几何线性满足道路使用者的要求。根据汽车的运动学的知识，其离心力的方程为：，式子中的各参数为离心力，汽车质量，汽车行驶的角速度以及园的曲线半径。当汽车在做圆周运动的过程中，其所受到的离心力和其质量有一定的联系，而圆周的半径和行驶的速度有关系。当驾驶员在大强度下进行方向盘的操作时，其移动方向盘的距离越长，其更换手的速度也相对越大，而所角速度的值较大时，曲线的收缩速度也相对较快，此时在转弯处的曲线加速度的变化率也相对较大，驾驶员则表现出较差的从容性，乘客的乘坐也表现出较差的舒适性。
图2汽车行驶所在园和角速度之间的联系
3几何选线和设计规范的关系
道路的选线若想做到合理性和科学性，应该依靠较为先进的技术手段，从而使得道路所服务的居民区域得到较为便利的交通条件。从而在固定的资源环境下，提供更加便捷的输运，因此，道路的选线往往以最短的路径为优。道路的几何要素是进行道路选线的标准之一，在进行几何要素的规定时，往往需要保障车辆的行车速度最佳。然后通过综合分析车辆的行驶速度和经济性等各方面的需要来考虑线路的最佳配置方案。经过一系列的标准设定后，对公路的分级情况以及公路中的行车速度进行确定。[4]
4几何选线和自然条件的关系
道路的运输不单单受到车辆的载重影响，还受到其他各方面的影响，比如道路周边的地形条件，道路的周围环境气候以及土壤条件等各方面的内容。在对道路进行勘察和分析的过程中，需要参考自然因素对道路的运输性能的影响，从而实现一定的调查和分析，然后针对不同的自然环境条件对道路的影响进行研讨，并对各种要素进行综合性的分析，从而使得道路的设计工作更加地科学合理。
4.1气候因素的影响分析
环境气候对于环境中的地下水以及水的各种参数具有显著的影响，其中包含了水的温度、地表水的含有量以及道路的通行情况等。此外，气候条件还对道路的施工具有一定的影响，若气候条件十分恶劣，则道路的施工进度和施工质量将受到严重的影响。
4.2地形方面
道路的路线选择需要建立在对地形的条件分析的基础上，因此道路的线路选择受到地形的影响较大，这在山区以及一些复杂地貌的地区较为明显。所以，我们把地形当做决定道路线路的重要技术指标，地形会影响到线路的优美度以及线路的施工工程量的多少等问题。而一般我们可以把地形分为平原或者微丘区，这类地形所表现出来的特点是其地面的对高差度在百米以下，而坡度值也会控制在二十以内。第二类则是山丘，这类地形的高度差则表现为百米以上，而其坡度也会在二十以上，所以，针对不同的地形条件，道路线路的设计人员也需要根据不同的道路等级指标来进行设计，从而在不同的地形类型上做出不同的线路上设定值的确定。
4.3、地质条件的分析
自然环境的有关因素是影响线路的最重要额因素，而公路工程的建设也将会对公路所在区域中的自然环境带来一定的影响，所以说自然环境和公路的线路建设之间是相互关联的关系，且二者相互制约。因此，为了使得公路了的建设最大限度的避免对自然环境的较大影响，往往需要在公路的线路建设之前，对其所预先设定的自然环境进行勘察，从而实现全方位的实地检查，在建设公路之前，全方位的考虑不同的自然条件的影响。[5]并假设公路的线路建设滞后，其对周边的自然区域的作用，最终使得人工的道路线路建设工程可以在较为复杂多变的自然环境下稳定的存在，并保障人们的运输条件得到满足。在我国的自然区域的划分依据主要是自然的气候类型，所以我们在对自然划分的过程中，往往会从实际出发，从而划分出不同的登记。而在进行不同区域的划分过程中，也可以根据公路设计和规划的不同区域的自然环境的工程建设为主要的依据，从而对施工中所需要的参数和各种施工的细节进行考虑和规划。在进行公路的自然区域的划分中，我们往往以公路自然区域的划分标准来执行。
4.4几何选线和线路的建设成本之间的关系
首先，在线路的长度方面，线路的具体建设长度往往是依据道路的成本来执行的，其中包含了车辆的运行成本以及线路的建设成本两个方面。而后者则是在进行道路的线路建设中所消耗的建设费用，而前者则是指车辆的运行中所消耗的资源情况，此外，我们还可以把车辆的运行时间纳入到考虑的成本因素中。
其次，线路的几何选线和成本则表现在建设线路过程中所需要征用的土地以及占用房屋的情况，土地作为我国的主要资源，也是构成道路线路的基本因素。我国的国土面积虽然比较大，但是人均的占有量却较低，土地资源是我国较为缺少的自然资源之一，因此，我们需要在保障周边群众正常的生产生活的基础上，占用土地进行道路的架设，从而使得线路在满足基本的运输需求的基础上，尽量少占用
4.5线路的选线设计和美观
在进行线路的设计过程中我们需要关注线路的形状以及对周围的环境的影响等各方面的问题。在进行道路的线路设计中，要充分的利用周边的环境中的物体对道路的构造物的视觉感应降到最低的水平，这也是进行线形协调和环境协调的主要内容。若能实现线路和地形的良好配合，将会使得道路的线路成为重要的风景元素。这不单单会使得行驶在道路中的人员具有舒服的感觉，还会使得身处于线路之外的人员可以对公路了的线路设计线条感产生较好的兴趣。对植被和公路的线形设计进行相互协调和融合，克服线路本身所具有的单调性的色彩，进而使得道路的旅途更加的充实可行。在进行公路的线路设计中，除了要处理好线路本身的设计美感，还需要结合线路和周边的植物的相互关系。使得道路的设计充分结合周边的植物生长情况，最终保障线路的两边植物的相互距离和车辆的行驶速度相互匀称。
5结语
综上所述，本文根据多因素条件分析道路的几何设计规范，道路的线路设计对于道路的建设十分关键，因此，我们在进行道路的线路设计施工之前，需要充分的考虑到各方面的影响艺术，从而使得道路的建设工程投资和道路的建设周期以及其相应的运营效果保持一致性。近几年，我国的道路线路设计技术得到了逐渐提升，道路的几何设计愈来愈得到关注，同时道路线路的选型也得到了愈来愈多国家的重视，因此，选线技术发展的速度也十分快。本文分析道路的选线和交通安全、地质条件以及道路所处环境的地形特点和气候特征等方面的关系，此外，还分析了道路和周边景色的相互融合，达到视觉享受等方面的内容。为了使得我国的道路几何设计更加的科学有效，我们需要在进行道路的几何设计的过程中多方面的进行考虑，从而使得道路的几何设计和多因素相互结合，最终促进我国道路工程质量的提升，，满足我国经济建设对于道路发展的要求。
参考文献：
[1]潘兵宏.动视觉原理及其在道路线形设计中的应用[J].长安大学学报,2004,24(6):20-22.
[2]张映雪.道路平面线形对交通事故的影响[J]公路与汽运,2002,(12).
[3]徐进,罗庆等.回旋线设置对弯道行驶速度的影响[J].中国公路学报,2011,(1):25-33.
[4]邱东.多指标综合评价方法的系统分析[J].北京:中国统计出版社，2001:1113.
[5]陈元涛.基于GIS的道路智能化选线方法研究[D]重庆:重庆交通大,2012:8-10.